miércoles, 18 de noviembre de 2015

ERATÓSTENES. LA MEDIDA DEL RADIO DE LA TIERRA

Experimento de Eratóstenes:
Eratóstenes en sus estudios de los papiros de la biblioteca de Alejandría, encontró un informe de observaciones en Siena, unos 800 Km. al sureste de Alejandría, en el que se decía que los rayos solares al caer sobre una vara el mediodía del solsticio de verano (el actual 21 de junio) no producía sombra.
Eratóstenes entonces realizó las mismas observaciones en Alejandría el mismo día a la misma hora, descubriendo que la luz del Sol incidía verticalmente en un pozo de agua el mismo día a la misma hora. Asumió de manera correcta que si el Sol se encontraba a gran distancia, sus rayos al alcanzar la tierra debían llegar en forma paralela, si esta era plana como se creía en aquellas épocas, y no se deberían encontrar diferencias entre las sombras proyectadas por los objetos a la misma hora del mismo día, independientemente de donde se encontraran.
Sin embargo, al demostrarse que si lo hacían (la sombra dejada por la torre de Sienna formaba 7 grados con la vertical), dedujo que la tierra no era plana y, utilizando la distancia conocida entre las dos ciudades y el ángulo medido de las sombras, calculó la circunferencia de la tierra en aproximadamente 250.000 estadios (unos 40.000 kilómetros, bastante exacto para la época y sus recursos).
Nuestro experimento:
Ahora es nuestro turno. Vamos a medir el radio de la Tierra basándonos en lo que hizo Eratóstenes.
Para ello necesitamos medir la distancia al paralelo 40 en km medida con una regla en un mapa y la altura del sol sobre el horizonte o también (altura del gnomon y longitud de la sombra en el mínimo) . Posteriormente cogeremos los datos de un colegio que esté a más de 400 km en línea recta y realizaremos los respectivos cálculos.

Materiales:
  • Gnomon
  • Papel kraft
  • Rotuladores
  • Reloj
  • Compás
  • Cinta Métrica
Procedimiento:
El 21 de septiembre en el patio del comedor desde las 12:30 hasta las 15:20 estuvimos tomando medidas por grupos de la posición de la sombra que producía el gnomon a medida que pasaba el tiempo. Para ello lo colocamos en dirección este-oeste encima de un trozo de papel kraft  para poder hacer las marcas y para que no se moviese dibujamos el contorno de este y lo pegamos con cinta aislante. Una vez montado comenzamos a medir. Cada 5 minutos hicimos una marca en el punto exacto donde terminaba la sombra del gnomon e Isabel cuando faltaban 10 segundos para el cambio de minuto los decía en voz alta para obtener una mayor precisión. Además anotábamos la hora a la que marcábamos y todo lo hicimos con el mismo reloj.


Una semana después de tomar las medidas realizamos los cálculos para obtener la medida de la sombra mínima en el cenit solar. Para ello, marcamos la posición donde se encontraba el centro del mango del gnomon y unimos todas las marcas que habíamos obtenido con una recta.Después, tomamos el punto que hemos marcado como centro del compás con el cual realizamos un arco que cortaba a la recta por dos puntos. A continuación hicimos la mediatriz de estos dos puntos y  el punto donde cortara nos daría la hora cénit. Posteriormente trazamos la mediatriz hasta el punto donde donde se encontraba el centro del mango del gnomon y la medida que tenía esa recta era el resultado de la sombra mínima (67,7cm). También medimos la altura del gnomon (78 cm). Con estos dos datos: la longitud de la sombra mínima y la altura del gnomon podemos calcular el ángulo que forman.


Ahora deberemos tomar los datos de un colegio que se encuentre a 400 km en línea recta y que midiese el mismo día que nosotros. Nosotras vamos a tomar los datos del Centro Educacional Nosso Mundo. Cuyo gnomon mide  90cm y su sombra 38cm. Ahora calcularemos el ángulo que forman el gnomon y la sombra con respecto a la pendiente de los rayos del sol.


A continuación con las coordenadas de ambos colegios y la ayuda de una a herramienta para calcular la  distancia lineal entre ambos puntos hemos obtenido el dato de que la distancia en línea recta que separa ambos colegios que es de  de km.
Coordenadas Colegio Base (España): 40º 30' 36'' N ; 3º 36' 40'' O   
Coordenadas  Centro Educacional Nosso Mundo  22º 53' 0'' S  43º 19' 0'' O



Como ya tenemos todos los datos podemos realizar los cálculos para averiguar el radio de la Tierra:


Como podemos observar finalmente nos ha dado que el radio de la Tierra tiene una distancia de 6.195,5 km, un dato muy parecido al real, simplemente con una diferencia de 196 km.

viernes, 2 de octubre de 2015

EL PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA HIDROSTÁTICA.

Báscula:

Sensibilidad: al principio hemos pesado un pelo, pero pensamos que seguir añadiendo pelos no era una muy buena idea ya que pesan demasiado poco e íbamos a necesitar mucha cantidad para que la balanza pesará algo. Por eso probamos con hojas de papel y al principio pusimos un trozo de una hoja y no marcó nada, pero al añadir varios trozos al final conseguimos que la balanza marcase 0,1 g. Pero también probamos a doblarlos todos juntos y nos dio una masa de 0,4 g.  De ahí podemos sacar la conclusión de que la balanza no es muy sensible.

Rapidez: en cuanto se coloca un objeto en la báscula aparece un número rápidamente, pero sin embargo tarda unos segundos en fijar los decimales. Por lo que no es muy rápido.

Precisión: La báscula mide hasta los dg.

Exactitud: Tras pesar muchas veces un peso el resultado variaba entre 50,1 g y 50,2 g por lo que pudimos comprobar que tiene un error de 0,1.




Dinamómetro:
Sensibilidad:  La sensibilidad es bastante alta aunque si intentas que pese un objeto demasiado ligero puede pasar que no lo mida. Lo bueno del dinamómetro es que nota mucho más si añadimos o quitamos peso gracias al muelle.

Rapidez: Tiene una rapidez buena porque en un par de segundos mide el objeto que queremos pesar. La única razón por la que tarda es la estabilización del muelle del dinamómetro.

Precisión: La precisión es buena ya que podemos ver con bastante exactitud el peso. En principio puede medir como mínimo 0,02 newton, pero al ser un aparato con bastante claridad, se puede ver la mitad de ese mínimo, en este caso 0,01 newton.

Exactitud: La exactitud es posible que varíe según el uso que se le ha dado al dinamómetro. En nuestro caso por ejemplo no quedaba a veces claro qué medía, pero luego cambiamos de aparato y si era más exacto.



Calibre:

Sensibilidad: La medida es perfecta ya que se ajusta justo a la medida del objeto.

Rapidez: La rapidez es un factor en el que no influye nada más que nuestra manera de utilizar el calibre al tener que ajustarlo a los objetos nosotros mismos.

Precisión: La precisión al igual que la sensibilidad se ajusta exactamente a lo que mide y su forma de medición es 0,02 mm

Exactitud: La exactitud es muy buena porque como medimos objetos que no se deforman siempre van a tener el mismo resultado en vez de variar como en el caso de otros aparatos de medición.



La masa se mide en kilogramos (kg), el peso en newtons (N) y el volumen en metros cúbicos (m^3). De estas el peso y el volumen son unidades derivadas.

Sus ecuaciones de dimensiones son las siguientes:

Peso: [P] =






Volumen: [V] =[L]^3  

Ahora vamos a realizar un experimento:

Medimos la masa de dos esferas metálicas de distintas densidades pero de igual volumen la esfera plateada tiene una masa de 68,5 g mientras que la negra tiene una masa de 22,5 g. A continuación medimos el peso de ambas esferas con un dinamómetro, y tomamos la medida que indica en Newtons. La plateada pesa 0,67 N y la negra 0,22 N. Luego sumergimos cada una de ellas en agua (a la vez que están suspendidas del dinamómetro) y nos damos cuenta que su peso disminuye 0,08 N. Después hemos calculado la masa para ver si había alguna diferencia con lo que marcaba la báscula.

IMG_5929 (1).JPG

El dato obtenido es el mismo. Podría haber alguna diferencia si hubiésemos aproximado mal el resultado o si nos hubiésemos equivocado a la hora de ver los newtons que marcaba el dinamómetro pero en nuestro caso no ha habido ningún error práctico.


Ahora tenemos que comprobar teóricamente el valor de los empujes para ambas esferas para posteriormente contrastarlo con los resultados prácticos.

Con un calibre medimos el diámetro de ambas esferas y el resultado es el mismo. Observando las fotos hemos calculado que el diámetro de ambas esferas es de 2,5 cm.

Como tenemos el volumen podemos calcular el volumen de las esferas y nos ha salido el siguiente resultado:





Como tenemos el volumen y la densidad de ambas esferas podemos calcular su densidad para averiguar de qué materiales son:




Después de realizar estos cálculos hemos encontrado que la densidad de la bola negra coincide con la del Aluminio y la de la bola plateada con la del Disprosio.


A continuación cómo nos proporcionan el dato de la densidad del agua podemos calcular la masa del agua desplazada:

Primero hacemos un factor de conversión para pasar los 8,18 · 10 ^-6 m^3 a cm^3 del volumen de las esferas para tenerlo en las misma unidades en la que nos dan la densidad del agua ( 1g/cm^3).



Y ahora calculamos la masa del agua desplazada:




Después tenemos que hacer otro factor de conversión para pasar los 8,18 g a kg para manejar unidades del SI.



Finalmente calculamos el empuje:



Como podemos observar nos salen los mismos resultados tanto práctica como teóricamente. Esto quiere decir que no hemos cometido ningún error realizando el experimento. De esta forma también hemos comprobado la veracidad del principio fundamental de la hidrostática de Arquímedes y nos ha ayudado a entenderlo mejor.

domingo, 13 de septiembre de 2015

Introducción

Introducción:

1. Título del libro

El libro tiene como título 'De Arquímedes a Einstein' reflejando que los 10 experimentos descritos en este libro van desde la época de Arquímedes hasta Einstein, haciendo paréntesis la Edad Media. Llama así a los diez experimentos ya que hace una encuesta y la gente interesada en la física responde a través de una revista física.


Manuel Lozano Leyva eligió esos 10 experimentos con ayuda de la revista Physics World, a través de una encuesta que propuso Robert Crease. Esta revista se difundía por Estados Unidos. Estos experimentos fueron considerados como los más bellos de la Física.

Exactamente el libro tiene un hilo conductor ya que en primer lugar, si los experimentos estaban cronológicamente colocados, la lógica de los experimentos sería casi perfecta. Además, casi todos lo autores habían perseguido con empeño explicar el carácter o la naturaleza de la luz.

Las motivaciones que puede tener este libro relacionado con la asignatura son, en mi opinión, hacer que la clase se haga mas agradable. También nos puede ayudar a entender cosas de la materia con más facilidad. 

Es importante conocer la Historia de la Ciencia porque resuelven las preguntas demostrables a nuestras vidas. También para tener más interés sobre dudas importantes de nuestras vidas. Además, la asignatura de física se hará más amena aprendiendo también con experimentos. También, porque el avance de la ciencia se basa en la investigación de los experimentos y sus conclusiones que pueden variar con el tiempo, según avanzan esas investigaciones. La Física puede variar o evolucionar.

El único experimento que me suena antes de leer el libro es el de la hidrostática, de Arquímedes.

Los científicos que conozco antes de leer el libro son, Galileo, Newton, Rutherford, Einstein, Eratóstenes y Arquímedes.
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Esta experiencia nos sugiere otro punto de vista para aprender física, con lo que nos va a ayudar a entender de otra manera esta asignatura, para que nos sea más sencilla. También puede hacer que tengamos más apego a la asignatura de física y química, gracias a los experimentos. Este libro puede hacernos entender con palabras las fórmulas tanto físicas como químicas para que tengan un significado práctico.


2. Análisis de la ilustración

En el libro se observa que el título y la representación tienen algo que ver. En la imagen se encuentra Einstein con su típica postura, pero está dentro de una bañera. Esto tiene que ver con Arquímedes y su experimento de la hidrostática.

3. Búsqueda de información acerca del autor

Manuel Lozano Leyva, nació en Sevilla en el año 1949. Es un físico nuclear, escritor y divulgador científico. Actualmente es catedrático de Física Atómica, Molecular y Nuclear en la Facultad de Física de la Universidad de Sevilla, desde 1994. Es autor de varias novelas históricas ambientadas en el siglo XVIII, también escribió algunas adaptadas a tiempos actuales. Como divulgador científico ha publicado varias obras. Además, ha hecho una serie también divulgación científica de trece capítulos para televisión, Andaluciencia.
4. Portada





Introducción

INTRODUCCIÓN

1.Título del libro

El título del libro hace referencia exacta a lo que el libro va a consistir además también a la intención o opinión que tiene Manuel Lozano Leyva, ya que como subtítulo pone ''los 10 experimentos más bellos de la física''
El autor eligió esos 10 experimentos  inspirándose en una encuesta que había en la revista Physics World creada por un historiador llamado Robert Crease, quién fue al que se le ocurrió la idea de la encuesta. El resultado de la encuesta llegó a  las manos del autor gracias al País en el año 2002, ya que esta noticia se había propagado por todo Estados Unidos y más. Le sorprendió el resultado ya que en su opinión muchos de los experimentos no estaban incluidos en los finalistas.

El libro si tiene un hilo conductor ya que primero, los experimentos están ordenados cronológicamente, y además casi todos los autores que se nombran tenían en común el afán de dilucidar el carácter o la naturaleza de la luz. Ahí se dio cuenta el autor de que podía crear un libro en el que se explicaran las 10 experiencias ya que tendrían cierta unidad.

En mi opinión este libro puede causar muchas motivaciones en la asignatura como puede ser que haga la física más entretenida, que a través de la explicación de los 10 experimentos los entendamos más fácilmente y con más ganas. Pero sobretodo, el poder entender los experimentos mediante experiencias.

Es importante conocer la Historia de la Ciencia para poder mirar las cosas con mayor interés, y hacerse más preguntas que se puedan o no se puedan responder en el momento. Como pueden ser varias teoría que hoy en día todavía no tienen una solución.

Antes de leer el libro el único experimento con el que estoy más familiarizada es el de Arquímedes, la hidrostática.

Los físicos que aparecen en el libro y conocía ya son Arquímedes, Eratóstenes, Galileo, Newton, Rutherford y Einstein.

Esta experiencia me sugiere el poder entender las cosas desde otra perspectiva y como he dicho antes, poder entender muchas de las preguntas que puedo haberme hecho a lo largo de mi vida. Pero además también cogerle más interés a esta asignatura.

2.Análisis de la ilustación

En la portada del libro observamos el dibujo del físico Einstein al que reconocemos por su famosa cara sacando la lengua, pero algo nos descoloca, y es el hecho de estar metido en una bañera. ¿Por qué nos descoloca? Pues lo que pasa es que está representando el experimento de Arquímedes de la hidrostática metido en una bañera como cuentan que realizó el experimento. De ahí podemos ver la relación que tiene el dibujo con el título ''De Arquímedes a Einstein.''
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3.Búsqueda del autor

Manuel Lozano Leyva es el famoso escritor del libro que nació en Sevilla en el año 1949 y fue físico nuclear, escritor y difusor científico. Se conviertió en catedrático de Física Atómica, Molecular y Nuclear en la Facultad de Física en la universidad sevillana.
Este autor ha escrito además varias novelas ambientadas en el s XVIII y también escribió textos para la difusión científica y creó una serie con la misma función llamada ''Andaluciencia.''
 
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4.PORTADA